2017年NASA亮点回顾

　　原文标题：The Moon Shines Brightly Among NASA’s 2017 Highlights
　　作者：Jen Rae Wang / Allard Beutel   原文来自：NASA   Posted: 2016. 12. 7
　　编译：Melipal   审校：Linq（编译版权所有，未经许可请勿转载）
　　2017年度，月球是NASA的一大关键着眼点——它在美国历史上观众最多的一场事件期间阻挡了太阳，重振了该机构的载人航天探测计划。
　　在2017年里，特朗普内阁进行的无数与NASA相关的活动和举措之一是重组了国家航天委员会。在10月5日该委员会的第一场会议上，麦克·彭斯（Mike Pence）副总统指示NASA制定计划，帮助将人类探险拓展到整个太阳系中，并让宇航员重返月球，以此为载人火星以及其他星球探测作准备

　　在2017年10月5日星期四于弗吉尼亚州尚蒂利（Chantilly）的史密松国家航空航天博物馆史蒂芬·F·伍德沃尔-哈齐（Steven F. Udvar-Hazy）中心召开的国家航天委员会第一次会议上，麦克·彭斯副总统致发言辞。（图片提供：NASA/Joel Kowsky）
　　白宫在2017年对NASA的支持覆盖了该机构活动的每个方面，其中包括：

- 特朗普总统在3月签署了2017年度NASA授权法案

- 4月，总统从椭圆办公室致电国际空间站；9月在NASA创纪录的宇航员佩吉·怀特森（Peggy Whitson）着陆后向其致电

- 彭斯副总统于6月视察NASA的约翰逊航天中心，7月视察肯尼迪航天中心，9月视察马歇尔航天中心

- 副总统于10月视察了NASA的下一架火星着陆器——洞察号的航天器准备工作

　　NASA代理行政长官罗伯特·莱特富特（Robert Lightfoot）说：“把NASA在一整年的工作亮点列在一起，看到我们所取得的成就是相当令人惊喜的。看到如此之多的具有挑战性的工作变成了既得成果，这证明了我们扩大后的全体NASA团队的决心。我为2017年我们的所作所为而骄傲，而2018年还有满满当当的任务在等待我们。这些任务必然将带着它们的发现与技术进步，为人带来启发。
　　“连续6年，在公共服务伙伴组织（Partnership for Public Service）发布的‘政府部门最佳工作单位’榜单上，NASA继续保持着大型机构中排名第一的位置。我要祝贺并表扬我们了不起的全体成员的团队工作和专注精神，在我们代表美国人民与全世界开展的所有任务中，是这些因素让如此多的成果变为现实。”
　　太阳系与太阳系之外
　　就公众关注程度而言，2017年对于NASA最重要的事情显然是8月21日的日全食。这是在现代历史上规模最大的互联网活动之一，也是NASA有史以来发起的规模最大的在线活动。超过5000万人在NASA.gov网站以及其他多个社交媒体平台观看了在线直播，而日食前后，Facebook网站收到了将近3100万次特别的浏览。这些数字意味着，该机构可以将针对此次天象的科学研究与全世界数千万人分享，并在日食前、日食期间以及之后由航天器、飞机、高空气球以及国际空间站上的宇航员拍摄大量的影像——下图就是空间站在日食期间从地球和太阳之间通过时的样子。

　　在2017年8月21日的日食期间，国际空间站从太阳的背景前通过，靠近月影边缘。（图片提供：NASA/Bill Ingalls）
　　以下是本年度太阳系以及太阳系之外的亮点工作：

- 太阳系探测一个激动人心的纪元于9月15日结束。当天，NASA的卡西尼号探测器完成了向土星大气层的宿命俯冲，结束了它环绕光环行星13年的探险生涯。这架探测器革新了我们对海洋星球的认识，那里可能存在地外生命。

　　这张艺术图展示了NASA的卡西尼号探测器于2017年9月15日冲入土星大气层的场面。（图片提供：NASA/JPL-Caltech）

- 9月5日，人类飞行距离最远、寿命最长的探测器——NASA的旅行者1号和2号迎来了空前科学发现与影像的40周年。在这两架探测器开始探索星际空间前线之际，NASA还在与它们保持着日常联系。

- 一架即将触及太阳的探测器以一位在世的太阳研究者——芝加哥大学荣休教授尤金·N·帕克（Eugene N. Parker）命名。NASA的帕克太阳探测器预计将于2018年发射，目标是研究太阳的外层大气。

- NASA的费米伽玛射线空间望远镜探测到了第一缕与引力波相关的电磁波信号，它来自距离地球约1.3亿光年的星系NGC 4993中两颗并合的中子星。

- 詹姆斯·韦布空间望远镜在NASA的戈达德航天中心以及约翰逊航天中心完成了环境测试，做好了组装合一的准备，迎接2019年的发射。

- NASA的斯皮策空间望远镜揭示出了已知第一个由环绕一颗恒星的7颗地球级行星组成的系统，其中的3颗位于宜居带之内。在恒星周围，这一区域内的岩石行星最有可能具备液态水体。

- NASA的哈勃空间望远镜发现了一颗飘着防晒霜雪花的系外行星，不过那里的防晒霜只存在于一直背向主星的那个半球上。

- NASA的开普勒空间望远镜公布了最全面、最详尽的系外行星候选体目录，又公布了219颗新的候选行星，其中的10颗为地球级尺度，并在主星的宜居带内运行。

- 天文学家使用NASA的钱德拉X射线天文台以及其他望远镜发现了一颗大约每小时环绕一个黑洞飞速运行的恒星，这应该是迄今我们见过的黑洞候选体和伴星之间最紧凑的轨道舞蹈了。

- 9月22日，NASA的OSIRIS-REx小行星采样返回探测器成功利用地球的引力将自身弹射到了前往小行星贝努（Bennu）的航线上，并将于明年夏季与该小行星会合。这架探测器正在开展为时7年的小行星会合、研究以及贝努采样返回工作。

- 1月4日，NASA选择了两项行星探测任务，它们有望为太阳系极早期历史的考察打开新的窗口。露西号（Lucy）将造访木星神秘的特洛伊小行星，这里有着丰饶的目标；而灵神号（Psyche）将研究一类人类从未探查过的独特金属质地小行星。

- NASA前往木星的朱诺号探测器得出的早期科学成果将太阳系最大的行星描绘成了一个复杂而湍动的星球，有着地球大小的极地旋风以及潜入这颗气体巨行星核心深处的下陷风暴系统。

- NASA赞助的Pan-STARRS1望远镜在10月19日发现了第一颗确定来自其他恒星周围，并从太阳系穿过的天体。这一历史性的发现表明，这个星际闯入者是一个岩石质地的雪茄型天体，其长宽比与太阳系中观测到的任何一颗小行星或彗星均不相同。

- 一个由NASA的科学家领导的国际天文学小组利用一颗真实存在的小行星——2012 TC4成功完成了第一次国际演练，目的是测试国际响应能力。这次演练检验了国际小行星预警网络针对有威胁性的小行星的观测、建模、预测和通信能力。

　　火星之旅
　　2017年，NASA朝向派遣宇航员登陆火星的目标继续迈进，还取得了自动化火星探测持续20年的记录。而本年度还有记录在案的240万航天迷签名参与了NASA的洞察号“将姓名送上火星”活动。洞察号是一架自动着陆器，将于2018年前往研究火星的内部和地下情况。

　　艺术家笔下火星轨道上的火星环球勘测者号探测器。（图片提供：NASA/JPL-Caltech）

- 11月16日，NASA为即将上马的火卫采样返回探测器选定了一台科学仪器。这架探测器是日本主导的MMX计划，其目标是火星的卫星。这台仪器将帮助科学家回答在红色火星周围何时、如何形成小型卫星的谜题。

- 在为激动人心的未来航天探测项目接到创记录的申请之后，6月12日，NASA选择了12名男女成为该机构新的宇航员候选人。他们可能会搭乘世界上最强劲的火箭——航天发射系统（SLS）火箭以及猎户座飞船参与未来的深空航天任务。本年度NASA为SLS与猎户座的前两次任务建造并测试了硬件系统。

　　以下是本年度迈向载人深空探月与火星探测目标的重要进展：

- 用于第一次测试飞行——探索任务1号的完整SLS硬件的第一部分运抵肯尼迪航天中心进行加工。

- 4台液体燃料发动机的飞行准备工作已经完成，这些发动机将在第一次飞行期间用于驱动SLS火箭。工程师开始测试用于载人任务——探索任务2号的发动机。

- 两枚固体火箭助推器的10台马达已经加工完成，如期为第一次整体测试飞行作准备。

- NASA针对猎户座飞船进行了一次关键的载人安全发射中止测试，为第一次载人发射作准备。小组还在测试用于保证舱体平安着陆的降落伞以及任务结束后的机组离舱流程。

- 同时，小组为第一次整体测试发射开启了猎户座飞船，正在忙于建造猎户座舱体，为第一次载人任务做准备。

- 在SLS与猎户座飞船未来的发射场，针对排火沟侧壁的升级业已完成，而航天器组装大楼所有的工作平台也已完成安装。火箭在发射之前，将于楼内进行组装。

- NASA开始与美国工业界和空间站的合作者研究深空入口概念。借助世界上最强有力的火箭，NASA将在SLS与猎户座飞船早期载人任务期间，为入口概念计划发射一个电力与推进单元、一个载人居住模块以及一个物流模块。

- NASA继续借助新一代探索合作者航天技术（NextSTEP）这一公共—私营合作者模式寻求深空探测能力的商业开发。本年度，NASA正在征求概念，以为航天任务研发一座新一代空间多材料制造实验室——FabLab；还选择了5家公司研究入口概念的电力与推进单元；宣布该机构将征集在途资源利用（ISRU）技术研究合同的提议；其合作者正在为居住结构研发原型。

- NASA发动公众参与了多项全民挑战项目，其中包括空间排泄物挑战，这个项目基于宇航员在最长6天的时间里在微重力环境下持续穿戴宇航服的背景，向公众征集收集和处理人体排泄废物的解决方案，并为中标者颁奖。

　　国际空间站
　　2017年，6名NASA宇航员在国际空间站生活过，期间他们支持了超过美国120项新的研究项目在这座独特的微重力实验室展开，来为未来的深空探测做准备，并改善地球上的民生。这些项目包括包括为燃烧过程带来新知的研究、测试帮助对抗癌症的新药物，还有像比格罗（Bigelow）可延展活动模块（BEAM）这样的技术论证。此外，空间站还主持了很多室外实验，它们从太空观测着地球和我们的环境，并研究着空间物理，包括中子星、黑洞和暗物质搜索。今年有超过170项美国的研究项目正在促进我们对生物、生物工程、物理科学、人类研究、技术进步和教育的认知。

　　多用户液滴燃烧装置可以用于开展小滴液体的燃烧研究，调查高效率燃料和发动机在太空和地球上的生产。NASA的宇航员沙恩·金伯罗（Shane Kimbrough）在第50远征队任务期间改造了这台装置，以进行低温火焰研究。（图片提供：NASA）
　　以下列出了空间站在2017年的其他一些亮点。

- 第53远征队抵达空间站标志着美国方面长时间机组成员规模第一次从3人增加到了4人，这使得NASA得以将研究时间最大化。

- 在一次空间站扩展任务期间，佩吉·怀特森打破了多项记录，成为在太空生活时间最长的美国宇航员，在3次任务期间总计在太空停留665天。

- 在9次太空行走期间，NASA的宇航员为未来商业机组成员的到来做了准备，并对空间站性能进行了升级。

- 在2017年的5次任务期间，NASA的商业货运合作伙伴轨道ATK公司与SpaceX公司向国际空间站发射了超过32900磅的关键补给品，其中包括机组补给以及用于支持数百项空间站关键科学实验或技术论证计划的器材。在3次补给飞行之后的太平洋溅落过程中，SpaceX的龙式飞船还带回了13000磅的研究产物和设备。

- NASA继续推进从佛罗里达海岸再次向国际空间站派遣宇航员的目标。其商业载人航天项目的供货方波音公司与SpaceX公司分别在各自的星际班机（Starliner）与载人龙式飞船及其系统上取得进展。今年早些时候，波音公司公布了它的宇航服设计，并进行了重要的降落伞和资质测试。SpaceX公司也公布了它的宇航服，并与NASA和美国空军一道完善在从空间站返回后从水中救起宇航员的流程。

- 内华达山脉（Sierra Nevada）公司成功完成了逐梦者飞船的自由飞行测试，达成了商业载人航天项目一项航天行动协议的最终一步。这次测试还标志着该机构新一代商业补给服务合同条款下为将货物和科研设备送往空间站过程中的一大里程碑。

- 空间站继续承担着激励新一代的角色，今年特殊的焦点是空间站上的一个教学年，教师出身的宇航员乔伊·阿卡巴（Joe Acaba）与里奇·阿诺德（Ricky Arnold）及其机组伙伴参与其中。

- 8月，空间网的跟踪和数据中继卫星-M（TDRS-M）的发射让NASA的航天通信和导航能力更上层楼。这是空间网系统的第三颗也是最后一颗卫星，可以为国际空间站、哈勃空间望远镜以及其他诸多航天器提供向地球的准稳定通信链路。

- 空间站还帮助了技术的进步，这些技术将使载人深空探索成为可能——相变热物质热量交换器的在轨评定已完成，它可以为猎户座飞船和未来的深空航天器提供更好的温度调制。

　　航空研究
　　将越来越多的人与货物用大小不一的飞机，消耗更少的燃料，排放更少的废气，更安静、更快速，效率更高地飞往各个机场，一直以来都是NASA航空创新者们的关注点。他们在2017年迈过了多座里程碑。其中的一些里程碑正在为X实验机回归NASA的研究工具箱奠定基础。

　　NASA计划中的低音爆飞行验证机的初步设计于2017年获得批准。（图片提供：NASA / Lockheed Martin）
　　以下是2017年的一些研究亮点，它们预示着NASA带来的伟大航空变革：

- 由NASA研发、可以帮助空中交通管理员与飞行员更高效地从登机门抵达下机处的系统得以论证，第一次是今年早些时候在西雅图附近，第二次是9月起在夏洛特-道格拉斯（Charlotte Douglas）国际机场。

- NASA航空部门的一个重要目标是使得乘坐商业载人超音速飞机在陆地上空旅行成为可能。在俄亥俄州和弗吉尼亚州完成风洞测试后，这类飞机的一个初步设计于6月完成，而8月在佛罗里达进行的测试飞行期间采集了帮助人们降低音爆噪音所需的信息。

- 无人空中系统（无人机）猛增的需求促使NASA率先帮助政府和工业界来寻找将这些新型飞机融入头顶空域最安全、最有效的方式。

- 其他许多在2017年取得成果的项目包括测试可变形机翼、减低起落架的噪音、提高坠机后的生存概率、使用光纤改进研究方法，还有部署新的硬件设备来更好地测试直升机。

- NASA在2017年的航空研究还彰显了其最重要的资源——人力，引入了新的大学领军提议，赞助了3支具有变革潜力的研究队伍，庆祝了荣誉与成就。

- 进行了大量航空研究的一家NASA中心——弗吉尼亚州汉普顿（Hampton）的兰利研究中心本年度迎来了成立100周年庆。

　　地球
　　2017年，NASA进一步借助自己在太空中的优势增进我们对母星的了解，改善民生，并护卫我们的未来：2018年将是地球空间研究的60周年与美国太空探测的第60个年头，随后的10月1日将是NASA的60华诞。

　　NASA与NOAA合作的Suomi NPP卫星在2017年9月17日美国东部夏令时9月11日凌晨3时21分（世界时7时21分）从佛罗里达州中部上空拍摄了这张夜间的红外图像。（图片提供：NOAA/NASA Goddard Rapid Response Team）
　　以下是本年度NASA地球科学研究的一些亮点工作：

- NASA的一项新研究从太空提供的证据说明，地球的赤道区域是过去至少2000年间大气二氧化碳含量年度最大规模增长的原因所在。这项研究使用的是2014年NASA发射的轨道碳元素观测站-2卫星提供的全球数据。

- 2017年，NASA在自然灾害来袭期间将轨道采集的地球科学数据融入日常生活与救援信息的项目为重大龙卷风、地震和野外火灾的救援活动作出了贡献。

- NASA的地球卫星数据表明，7月有一块大小相当于特拉华州的大面积冰山从南极洲拉森-C（Larsen C）冰架滑落。

- 2月发射、用于闪电观测与臭氧层保护的仪器以及12月发射、用于跟踪太阳对气候影响的仪器让NASA进一步借助国际空间站开展地球科学研究。

- 科学家利用NASA的光环（Aura）卫星10余年的数据创立了第一个全球火山二氧化硫释放量地图。二氧化硫是一种有害的空气污染物，也是导致气候变化的因素之一。

　　技术
　　本年度，NASA对空间科技的投入包括运往国际空间站以及更远空域的若干技术载荷、两项大型竞赛的完成以及部分技术的地面论证，这些技术有朝一日可能会用于建造和维修太空中更大规模的结构。
　　以下是NASA在2017年的一些技术亮点：

- 空间站X射线计时与导航技术探测者（SEXTANT）将第一次在太空中测试借助脉冲星构筑类似GPS系统的技术，这一技术将在整个太阳系中支援探测器导航，使得未来的深空探测成为可能。SEXTANT是中子星内部组分探测器（NICER）在内的一部分，现在已经在国际空间站外部运行。

- 11月12日，两架小型航天器搭乘前往国际空间站的轨道ATK公司CRS-8天鹅座补给飞船升空，它们将测试数据的高速传输以及小型航天器的近距离操作，并论证可以用于增加立方体卫星数据下行速率的反射阵列天线系统。

　　由加州州立大学诺斯布里奇（Northridge）分校与NASA喷气推进实验室合作设计的CSUNSat1在2013年获得了小型卫星技术合作基金的赞助。这颗2U的立方体卫星于2015年5月从国际空间站发射，成功论证了JPL能量储存系统的有效性，这一系统的设计目标是帮助小型探测器在极端低温的环境下探测深空。（图片提供：California State University, Northridge）

- 自NASA的世纪挑战于2005年启动以来，共推出了18项挑战项目，期间全美60余个小组获得了超过800万美元的奖金。

* 8月，来自田纳西州查塔努加（Chattanooga）的福斯特与合作伙伴小组成功完成了3D打印居住区挑战的第二阶段第三级，获得了第一名，并收获25万美元的奖金。

* 空间技术任务理事会的立方体卫星挑战为3个获奖团队各授予2万美元奖金，并在探险任务探索任务1号（也就是NASA的航天发射系统火箭以及猎户座飞船的第一次整体飞行）期间为各个团队的立方体卫星预留了发射空间。

* 世纪挑战进行中的竞赛包括：旨在促进组织工程的血管挑战、旨在推进小型卫星技术性能的立方体挑战，以及旨在推进在地球以及地球之外建造可持续住宅所需建设技术的3D打印居住区挑战的第三阶段。

- NASA与商业合作者正在经由太空机械制造与组装（IRMA）计划，论证在太空中生产、组装与维修大型结构所需的技术。

　　公众参与

- 参与公众活动，包括西南以南、费城科学节、太空日、艺术地景、EAA航空探险、阿尔布开克（Albuquerque）气球节、消费电子产品展、超级碗比赛、湾区科学节、OshKosh、精华节、男童子军狂欢、勇猛号以及芝加哥水空展，期间超过500万人有机会与美国的航天机构代表相互交流。

- NASA的社交媒体活动在2017年继续活跃增长，在所有平台上，帐号的粉丝数量超过1.3亿名。该机构在Facebook、Instagram、Twitter、Snapchat和Google+上的粉丝数量是联邦政府所有机构和部门帐号中最多的。本年度该机构还主持了13场NASA的社交活动，让650余名参与NASA社交媒体的粉丝获得了探索发现的独特个人体验。

- 2017年，NASA的数字交流小组获得了4项威比奖（Webby Awards）。NASA的社交媒体帐号第一次得到了威比奖的表彰，因合作交流获得人民之声奖。NASA的卡西尼计划第二次获得了科学网站奖。该几个的主站——NASA.gov第9次获得了政府与民间创新类网站的人民之声奖。8月21日，日全食现象为NASA.gov吸引了空前的流量，访问者数量达到了创纪录的2580万。今年网站的访问量较2016年区区每日41万次增加了24%。

　　更多关于NASA任务、研究与发现的信息请访问：http://www.nasa.gov/。
　　（全文完）